JP7309812B2 - Printed chemical mechanical polishing pad with controlled porosity - Google Patents

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Description

本発明は、化学機械研磨に使用される研磨パッドに関する。 The present invention relates to polishing pads used in chemical mechanical polishing.

集積回路は通常、シリコンウェハに導電層、半導電層、又は絶縁層を連続的に堆積させることによって基板に形成される。様々な製造プロセスにおいて、基板の層の平坦化が求められる。例えば、特定の用途、例えば、金属層を研磨してパターン層のトレンチにビア、プラグ、及びラインを形成する場合に、パターン層の上面が露出するまで上位層が平坦化される。他の用途、例えば、フォトリソグラフィにおいて誘電体層が平坦化される場合に、下位層の上に所望の厚みが残るまで上位層が研磨される。 Integrated circuits are typically formed on a substrate by successively depositing conductive, semiconductive, or insulating layers on a silicon wafer. Various manufacturing processes require planarization of the layers of a substrate. For example, in certain applications, such as polishing a metal layer to form vias, plugs and lines in trenches in a pattern layer, the upper layer is planarized until the upper surface of the pattern layer is exposed. In other applications, for example, when planarizing a dielectric layer in photolithography, the upper layer is polished until the desired thickness remains above the lower layer.

化学機械研磨(CMP)は、1つの認められた研磨方法である。この平坦化の方法では通常、基板がキャリアヘッドに取り付けられることが必要である。基板の露出面は通常、回転している研磨パッドに当接して置かれる。キャリアヘッドが、基板に制御可能な負荷をかけ、基板を研磨パッドに押し付ける。研磨粒子を有するスラリ等の研磨液が通常、研磨層の表面に供給される。 Chemical-mechanical polishing (CMP) is one accepted polishing method. This method of planarization typically requires that the substrate be mounted on a carrier head. The exposed surface of the substrate is typically placed against a rotating polishing pad. A carrier head applies a controllable load to the substrate and presses the substrate against the polishing pad. A polishing liquid, such as a slurry having abrasive particles, is typically supplied to the surface of the polishing layer.

化学機械研磨プロセスの1つの目的は、研磨均一性である。基板の異なるエリアが異なるレートで研磨された場合、基板の幾つかのエリアから材料が過剰に除去される(「過剰研磨」)又は材料の除去が少なすぎる(「研磨不足」)可能性がある。 One goal of chemical-mechanical polishing processes is polishing uniformity. If different areas of the substrate are polished at different rates, too much material ("overpolishing") or too little material ("underpolishing") may be removed from some areas of the substrate. .

従来の研磨パッドは、「標準」パッドと、固定研磨パッドを含む。標準パッドは、耐久性のある粗面を有するポリウレタン製研磨層を有し、圧縮性バッキング層も含みうる。対照的に、固定研磨パッドは、格納媒体に保持された研磨粒子を有し、概して非圧縮性のバッキング層上に支持されうる。 Conventional polishing pads include "standard" pads and fixed polishing pads. A standard pad has a polyurethane polishing layer with a durable roughened surface and may also include a compressible backing layer. In contrast, a fixed abrasive pad has abrasive particles retained in a storage medium and can be supported on a generally incompressible backing layer.

研磨パッドは通常、ポリウレタン材料を型成形、鋳造、又は焼結することによって作られる。型成形の場合、研磨パッドは、例えば射出成形によって1つずつ作製されうる。鋳造の場合、液状前駆体が鋳込みされ、固形物に硬化され、次に個々のパッド片にスライスされる。これらのパッド片を次に加工して、最終的な厚さにすることができる。複数の溝を研磨面に加工作製することができる、又は射出成形プロセスの一部として形成することができる。 Polishing pads are typically made by molding, casting, or sintering polyurethane materials. In the case of molding, the polishing pads can be made one by one, for example by injection molding. For casting, a liquid precursor is cast, hardened into a solid, and then sliced into individual pad pieces. These pad pieces can then be machined to final thickness. A plurality of grooves can be machined into the polishing surface or can be formed as part of an injection molding process.

平坦化に加えて、研磨パッドはバフ仕上げ等の仕上げ工程に使用することができる。 In addition to planarization, polishing pads can be used in finishing steps such as buffing.

研磨パッドの材料特性は、研磨に影響を与える。研磨層のバルクの孔隙率は、その圧縮率に影響を及ぼし、研磨層の表面の孔隙率は、スラリの分布に寄与しうる。孔隙率は、材料内のボイドの体積割合として測定されうる。 The material properties of the polishing pad affect polishing. The bulk porosity of the polishing layer affects its compressibility, and the surface porosity of the polishing layer can contribute to slurry distribution. Porosity can be measured as the volume fraction of voids within a material.

通常、研磨層の孔隙率は、パッド材料とは異なる材料を研磨パッドに含むことによって導入される。しかしながら、パッド材料と異なる材料との間の界面において、2つの材料の硬度の違いにより、研磨されている基板に二次的なひっかき傷ができる可能性がある。 Porosity in the polishing layer is typically introduced by including a material in the polishing pad that is different than the pad material. However, at the interface between the pad material and the dissimilar material, the difference in hardness of the two materials can cause secondary scratches on the substrate being polished.

幾つかの研磨層では、気泡が液状前駆体に注入されて、ボイドが形成される。気泡の局部分布の均一性を達成することは困難であり、気泡の局部分布により、研磨層の異なる領域全体の硬度に違いが生じうる。パッドの硬度の変化は、研磨された基板のウエハ内均一性に影響を与えうる。従来、パッドの研磨面に沿ってスラリを搬送しやすくするために、研磨層に溝が加工作製される。しかしながら、研磨層の溝の輪郭は、フライス加工、旋盤加工、又は加工プロセスにおいて制限される。加えて、研磨層材料の繊維は、フライス加工後に溝の側面に残りうる。これらの加工繊維は、スラリの流れの局部抵抗の原因となりうる。 In some polishing layers, air bubbles are injected into the liquid precursor to form voids. Achieving uniformity in the local distribution of air bubbles is difficult, and the local distribution of air bubbles can result in differences in hardness across different regions of the polishing layer. Variations in pad hardness can affect within-wafer uniformity of polished substrates. Conventionally, grooves are machined into the polishing layer to facilitate transport of slurry along the polishing surface of the pad. However, the profile of the grooves in the abrasive layer is limited in milling, lathing, or machining processes. Additionally, fibers of the abrasive layer material can remain on the sides of the groove after milling. These textured fibers can cause localized resistance to slurry flow.

3D印刷により、研磨層におけるポアの分布をより良く制御することが可能になる。代替として、又は加えて、3D印刷を使用して、特定の輪郭の溝を作製する、及び/又は研磨層の従来加工により生じる溝内の繊維を減らす(例えば取り除く)ことができる。 3D printing allows better control over the distribution of pores in the polishing layer. Alternatively, or in addition, 3D printing can be used to create grooves of a specific profile and/or reduce (eg, remove) fibers in the grooves caused by conventional processing of the abrasive layer.

一態様では、研磨パッドを製造する方法は、研磨パッドの研磨層のポリマーマトリクス内に導入すべきボイドの所望の分布を決定することと、3Dプリンタによって読み取られるように構成された電子制御信号を生成することとを含む。制御信号は、ポリマーマトリクス前駆体が堆積されるべき複数の第1の場所を指定し、材料が堆積されるべきでないボイドの所望の分布に対応する複数の第2の場所を指定する。3Dプリンタで、複数の第1の場所に対応するポリマーマトリクスの複数の層が連続的に堆積され、ポリマーマトリクスの複数の層の各層は、ノズルからポリマーマトリクス前駆体を放出することによって堆積される。ポリマーマトリクス前駆体が固化されて、ボイドの所望の分布を有する固化されたポリマーマトリクスが形成される。 In one aspect, a method of manufacturing a polishing pad includes determining a desired distribution of voids to be introduced within a polymer matrix of a polishing layer of the polishing pad; generating. The control signal designates a plurality of first locations where the polymer matrix precursor is to be deposited and a plurality of second locations corresponding to the desired distribution of voids where no material is to be deposited. A 3D printer sequentially deposits multiple layers of polymer matrix corresponding to the plurality of first locations, each layer of the multiple layers of polymer matrix being deposited by ejecting a polymer matrix precursor from a nozzle. . The polymer matrix precursor is solidified to form a solidified polymer matrix having the desired distribution of voids.

実装態様は一又は複数の下記の特徴を含みうる。 Implementations may include one or more of the following features.

ボイドの所望の分布を決定することは、ボイドのサイズ、及びポリマーマトリクス内のボイドの空間的場所から成るグループから選択される一又は複数のパラメータを決定することを含みうる。 Determining the desired distribution of voids can include determining one or more parameters selected from the group consisting of size of the voids and spatial location of the voids within the polymer matrix.

一又は複数のパラメータを選択して、回転している研磨プラテン上の研磨パッドの異なる直線速度を補正することができる。 One or more parameters can be selected to compensate for different linear velocities of the polishing pad on the rotating polishing platen.

研磨層の選択領域に印刷することは、研磨層の上面に複数の溝を形成するために実施することができ、複数の溝は、ポリマーマトリクス前駆体が堆積されない領域を含む。 Printing selected areas of the polishing layer can be performed to form a plurality of grooves in the upper surface of the polishing layer, the plurality of grooves including areas where the polymer matrix precursor is not deposited.

複数の溝は、研磨層の上面全体で異なる深さを有しうる。 The plurality of grooves can have different depths across the top surface of the polishing layer.

複数の溝により、第1のパターンに分布されたボイドが接続されて、スラリを搬送するように構成されたチャネルネットワークが形成されうる。 A plurality of grooves may connect the voids distributed in the first pattern to form a channel network configured to carry the slurry.

ポリマーマトリクス前駆体を固化することは、3Dプリンタからポリマーマトリクス前駆体が分注(分配)された後、ポリマーマトリクス前駆体が層の隣接位置に堆積される前に、インシトゥでポリマーマトリクス前駆体を硬化させることを含みうる。 Solidifying the polymer matrix precursor in situ after dispensing (dispensing) the polymer matrix precursor from the 3D printer and before the polymer matrix precursor is deposited at adjacent locations in the layer. Curing may be included.

ポリマーマトリクス前駆体を硬化させることは、紫外線(UV)又は赤外線(IR)硬化を含みうる。 Curing the polymer matrix precursor can include ultraviolet (UV) or infrared (IR) curing.

ポリマーマトリクス前駆体は、ウレタンモノマーを含みうる。 Polymer matrix precursors can include urethane monomers.

固化したポリマーマトリクスは、ポリウレタンを含みうる。 The solidified polymer matrix can comprise polyurethane.

研磨パッドのバッキング層のポリマーマトリクス内に導入すべきボイドの第2の所望の分布が決定されうる。 A second desired distribution of voids to be introduced into the polymer matrix of the backing layer of the polishing pad can be determined.

バッキング層のポリマーマトリクスのボイドの第2の所望の分布は、研磨パッドの研磨層のボイドの所望の分布とは異なっていてよい。 The second desired distribution of voids in the polymer matrix of the backing layer may be different than the desired distribution of voids in the polishing layer of the polishing pad.

バッキング層のポリマーマトリクスのボイドの第2の所望の分布は、バッキング層が研磨層よりも圧縮性になるように、高い密度のボイドを有しうる。 A second desired distribution of voids in the polymer matrix of the backing layer can have a high density of voids such that the backing layer is more compressible than the polishing layer.

研磨層のポリマーマトリクスの材料は、バッキング層のポリマーマトリクスの材料とは異なっていてよい。 The material of the polymer matrix of the polishing layer can be different from the material of the polymer matrix of the backing layer.

バッキング層を形成するために、3Dプリンタで第2の複数の層が連続的に堆積される。 A second plurality of layers is sequentially deposited with a 3D printer to form a backing layer.

研磨層がバッキング層に直接接着されるように、中間接着層を使用せずに、3Dプリンタによって研磨層がバッキング層に直接印刷されうる。 The abrasive layer can be printed directly onto the backing layer by a 3D printer without the use of an intermediate adhesive layer such that the abrasive layer is directly adhered to the backing layer.

ボイドは、30~50ミクロンの寸法を有しうる。 The voids can have dimensions of 30-50 microns.

別の態様では、研磨パッドを製造する方法は、3Dプリンタで複数の層を連続的に堆積させることを含み、複数の研磨層の各層は、研磨材料部分と、ウインドウ部分とを含み、研磨材料部分は、第1のノズルから研磨材料前駆体を放出し、研磨材料前駆体を固化して固化された研磨材料を形成することによって堆積され、ウインドウ部分は、第2のノズルからウインドウ前駆体を放出し、ウインドウ前駆体を固化して、固化されたウインドウを形成することによって堆積される。 In another aspect, a method of making a polishing pad includes sequentially depositing a plurality of layers with a 3D printer, each layer of the plurality of polishing layers including a polishing material portion and a window portion, the polishing material comprising: The portion is deposited by discharging a polishing material precursor from a first nozzle and solidifying the polishing material precursor to form a solidified polishing material, and the window portion is deposited by discharging the window precursor from a second nozzle. It is deposited by ejecting and solidifying the window precursor to form a solidified window.

実装態様は一又は複数の下記の特徴を含みうる。 Implementations may include one or more of the following features.

研磨材料前駆体及びウインドウ前駆体を硬化させることで、同じ組成を有する複数のポリマーマトリクスが形成されうる。 By curing the abrasive material precursor and the window precursor, multiple polymer matrices having the same composition can be formed.

研磨材料前駆体は不透明性誘発添加物を含むことができ、ウインドウ前駆体は上記添加物を含まなくてよい。 The abrasive material precursor may contain an opacity-inducing additive, and the window precursor may be free of such additives.

本発明の一又は複数の実施形態の詳細を、添付の図面および以下の記述で説明する。本発明の他の特徴、目的及び利点は、これらの記述および図面から、並びに特許請求の範囲から明らかになろう。 The details of one or more embodiments of the invention are set forth in the accompanying drawings and the description below. Other features, objects and advantages of the invention will be apparent from the description and drawings, and from the claims.

1Aは例示の研磨パッドの概略断面図であり、1Bは別の例示の研磨パッドの概略断面図であり、1Cは更に別の例示の研磨パッドの概略断面図である。1A is a schematic cross-sectional view of an exemplary polishing pad, 1B is a schematic cross-sectional view of another exemplary polishing pad, and 1C is a schematic cross-sectional view of yet another exemplary polishing pad. 化学機械研磨ステーションの部分的断面である概略側面図である。1 is a schematic side view, partially in section, of a chemical-mechanical polishing station; FIG. 研磨パッドを製造するのに使用される例示の3Dプリンタを示す概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view showing an exemplary 3D printer used to manufacture polishing pads; FIG. 3D印刷によって形成されたポアを有する研磨層を示す概略断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a polishing layer having pores formed by 3D printing; インシトゥ硬化用光源を有する、例示の3Dプリンタの概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of an exemplary 3D printer with an in-situ curing light source; FIG. 例示の研磨層の溝の概略断面図である。4 is a schematic cross-sectional view of a groove in an exemplary polishing layer; FIG. 例示の研磨パッドの機械加工繊維を有する溝の概略断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of grooves with machined fibers of an exemplary polishing pad;

様々な図面における同じ参照符号は同じ要素を示す。 The same reference numbers in the various drawings refer to the same elements.

図1A~1Cを参照すると、研磨パッド18は研磨層22を含む。図1Aに示すように、研磨パッドは、研磨層22から成る単一層でありうる、又は図1Cに示すように、研磨パッドは、研磨層22と、少なくとも1つのバッキング層20を含む複数層のパッドでありうる。 Referring to FIGS. 1A-1C, polishing pad 18 includes polishing layer 22 . The polishing pad can be a single layer consisting of a polishing layer 22, as shown in FIG. 1A, or a multi-layer polishing pad, as shown in FIG. It can be a pad.

研磨層22は、研磨プロセスにおいて不活性材料でありうる。研磨層22の材料は、プラスチック、例えばポリウレタンでありうる。幾つかの実装態様では、研磨層22は比較的強く、硬い材料である。例えば、研磨層22は、ショアDスケールの約40~80、例えば50~65の硬度を有しうる。 Polishing layer 22 may be an inert material in the polishing process. The material of the polishing layer 22 can be plastic, such as polyurethane. In some implementations, polishing layer 22 is a relatively strong, hard material. For example, the polishing layer 22 can have a hardness of about 40-80, such as 50-65, on the Shore D scale.

図1Aに示すように、研磨層22は、均質組成の層でありうる、又は図1Bに示すように、研磨層22は、例えばポリウレタン等のプラスチック材料のマトリクス29に保持された研磨粒子28を含みうる。研磨粒子28は、マトリクス29の材料よりも硬いものであってよい。研磨粒子28は、研磨層の0.05~75重量%であってよい。例えば、研磨粒子28は、研磨層22の1重量%未満、例えば0.1重量%未満であってよい。あるいは、研磨粒子28は、研磨層22の10重量%を超えうる、例えば50重量%を超えうる。研磨粒子の材料は、セリア、アルミナ、シリカ、又はこれらの組み合わせ等の金属酸化物であってよい。 As shown in FIG. 1A, the abrasive layer 22 can be a layer of homogeneous composition, or as shown in FIG. 1B, the abrasive layer 22 comprises abrasive particles 28 held in a matrix 29 of a plastic material such as polyurethane. can contain Abrasive particles 28 may be harder than the material of matrix 29 . Abrasive particles 28 may be from 0.05 to 75% by weight of the abrasive layer. For example, abrasive particles 28 may be less than 1 weight percent of abrasive layer 22, such as less than 0.1 weight percent. Alternatively, abrasive particles 28 can be greater than 10% by weight of abrasive layer 22, such as greater than 50% by weight. The abrasive particle material may be a metal oxide such as ceria, alumina, silica, or combinations thereof.

幾つかの実装態様では、研磨層は、ポア、例えば小さなボイドを含む。ポアは、50~100ミクロンの幅であってよい。 In some implementations, the polishing layer includes pores, eg, small voids. The pores may be 50-100 microns wide.

研磨層18は、80ミル以下、例えば50ミル以下、例えば25ミル以下の厚さD1を有しうる。調整プロセスによりカバー層がすり減りやすいため、研磨層22の厚さは、研磨パッド18に例えば3000回の研磨及び調整サイクルの有用な寿命が提供されるように選択されうる。 Polishing layer 18 may have a thickness D1 of 80 mils or less, such as 50 mils or less, such as 25 mils or less. Because the conditioning process tends to wear away the cover layer, the thickness of polishing layer 22 may be selected to provide polishing pad 18 with a useful life of, for example, 3000 polishing and conditioning cycles.

顕微鏡スケールでは、研磨層22の研磨面24は、例えば2~4ミクロンrmsの粗い質感の表面を有しうる。例えば、研磨層22に研削プロセス又は調整プロセスを施して、粗い質感の表面を生成することができる。加えて、3D印刷により、例えば30ミクロンまでの小さい均一特徴部が提供されうる。 On a microscopic scale, polishing surface 24 of polishing layer 22 may have a rough textured surface, eg, 2-4 microns rms. For example, polishing layer 22 may be subjected to a grinding or conditioning process to produce a rough textured surface. Additionally, 3D printing can provide uniform features as small as, for example, 30 microns.

研磨面24では顕微鏡スケールでは粗くなっていて良いが、研磨層22は研磨パッド自体の巨視的スケールの厚さ均一性が良好でありうる(この均一性は、研磨層の底面に対する研磨面24の高さのグローバル変動を指し、研磨層に意図的に形成されたいかなる肉眼的溝又は貫通孔をも含むものではない)。例えば、厚さの非均一性は1ミル未満でありうる。 While the polishing surface 24 may be rough on a microscopic scale, the polishing layer 22 may have good thickness uniformity on the macroscopic scale of the polishing pad itself (this uniformity refers to the thickness of the polishing surface 24 relative to the bottom surface of the polishing layer). refers to global variations in height and does not include any gross grooves or perforations intentionally formed in the polishing layer). For example, the thickness non-uniformity can be less than 1 mil.

オプションとして、研磨面24の少なくとも一部が、スラリを搬送するために研磨面に形成された複数の溝26を含みうる。溝26は、例えば同心円、直線、斜交平行、螺旋等のほぼいかなるパターンのものであってもよい。溝があると仮定すると、研磨面24、すなわち溝26間のプラトーは、すなわち研磨パッド22の水平表面積全体の約25~90%でありうる。従って、溝26は、研磨パッド18の水平表面積全体の10~75%を占めうる。溝26間のプラトーは、約0.1~2.5mmの横幅を有しうる。 Optionally, at least a portion of polishing surface 24 may include a plurality of grooves 26 formed therein for carrying slurry. Grooves 26 may be of virtually any pattern, such as concentric circles, straight lines, cross-hatching, spirals, and the like. Assuming grooves, the polishing surface 24, ie, the plateau between the grooves 26, can be about 25-90% of the total horizontal surface area of the polishing pad 22, ie. Thus, grooves 26 may occupy 10-75% of the total horizontal surface area of polishing pad 18 . The plateaus between grooves 26 may have a lateral width of about 0.1-2.5 mm.

幾つかの実装態様では、例えばバッキング層20がある場合、溝26は研磨層22を完全に貫通して延在しうる。幾つかの実装態様では、溝26は、研磨層22の厚さの約20~80%、例えば40%を貫通して延在しうる。溝26の深さは0.25~1mmであってよい。例えば、50ミルの厚さの研磨層22を有する研磨パッド18では、溝26は約20ミルの深さD2でありうる。 In some implementations, grooves 26 may extend completely through polishing layer 22 , for example when backing layer 20 is present. In some implementations, grooves 26 may extend through about 20-80%, such as 40%, of the thickness of polishing layer 22 . The depth of groove 26 may be 0.25 to 1 mm. For example, in a polishing pad 18 having a polishing layer 22 that is 50 mils thick, grooves 26 can have a depth D2 of approximately 20 mils.

バッキング層20は、研磨層22よりも柔軟で、より圧縮性でありうる。バッキング層20は、ショアAスケールで80以下の硬度、例えば約60ショアAの硬度を有しうる。バッキング層20は、研磨層22よりも厚い、又は薄い、又は同じ厚さであってよい。 Backing layer 20 may be softer and more compressible than abrasive layer 22 . The backing layer 20 may have a hardness of 80 or less on the Shore A scale, such as about 60 Shore A hardness. The backing layer 20 may be thicker, thinner, or the same thickness as the polishing layer 22 .

例えば、バッキング層は、ボイドを有するポリウレタン又はポリシリコン等のオープンセル又はクローズセル発泡体であってよく、これにより加圧下でセルがつぶれ、バッキング層が圧縮される。適切なバッキング層の材料は、コネクチカット州ロジャースのロジャース社のPORON4701-30、又はRohm&Haas社のSUBA-IVである。バッキング層の硬度は、層材料と孔隙率を選択することによって調節可能である。あるいは、バッキング層20は、同じ前駆体から形成され、研磨層と同じ孔隙率を有するが、異なる硬化度を有することで異なる硬度を有するようになる。 For example, the backing layer may be an open-cell or closed-cell foam, such as polyurethane or polysilicon, with voids that cause the cells to collapse under pressure, compressing the backing layer. Suitable backing layer materials are PORON 4701-30 from Rogers, Inc. of Rogers, Connecticut, or SUBA-IV from Rohm & Haas. The hardness of the backing layer can be adjusted by selecting the layer material and porosity. Alternatively, the backing layer 20 may be formed from the same precursor and have the same porosity as the polishing layer, but have a different degree of hardening, resulting in a different hardness.

ここで図2を参照すると、CMP装置の研磨ステーション10において、一又は複数の基板14が研磨されうる。適切な研磨装置の説明は、参照することによって発明全体が本明細書に組み込まれる、米国特許第5738574号明細書で見ることができる。 Referring now to FIG. 2, one or more substrates 14 may be polished at a polishing station 10 of a CMP apparatus. A description of a suitable polishing apparatus can be found in US Pat. No. 5,738,574, the entire invention of which is incorporated herein by reference.

研磨ステーション10は、研磨パッド18がその上に配置される回転可能なプラテン16を含みうる。研磨ステップの間、研磨液30、例えば研磨スラリは、スラリ供給ポート又は結合したスラリ/リンスアーム32によって研磨パッド18の表面に供給されうる。研磨液30は、研磨粒子、pH調節剤、又は化学活性成分を含みうる。 Polishing station 10 may include a rotatable platen 16 having a polishing pad 18 disposed thereon. During the polishing step, a polishing liquid 30 , such as polishing slurry, may be delivered to the surface of polishing pad 18 by a slurry delivery port or coupled slurry/rinse arm 32 . Polishing fluid 30 may include abrasive particles, pH modifiers, or chemically active ingredients.

基板14は、キャリアヘッド34によって研磨パッド18に当接して保持される。キャリアヘッド34は支持構造、例えば回転台から吊るされ、キャリアドライブシャフト36によってキャリアヘッドの回転モータに接続されており、これによりキャリアヘッドが軸38を中心として回転することができる。研磨液30の存在下での研磨パッド18と基板14の相対的な動きにより、基板14が研磨される。 Substrate 14 is held against polishing pad 18 by carrier head 34 . The carrier head 34 is suspended from a support structure, such as a turntable, and is connected by a carrier drive shaft 36 to a carrier head rotary motor which allows the carrier head to rotate about an axis 38 . The relative movement of polishing pad 18 and substrate 14 in the presence of polishing liquid 30 causes substrate 14 to be polished.

研磨層のパッド硬度、及びその他の材料の特性は、研磨工程に影響をもたらす。パッド硬度は、研磨層を製造するのに使用される材料、研磨層の孔隙率の範囲及び分布、及びポリマーマトリクス前駆体を硬化させるのに使用される硬化度によって決定される。 Pad hardness and other material properties of the polishing layer affect the polishing process. Pad hardness is determined by the material used to manufacture the polishing layer, the porosity range and distribution of the polishing layer, and the degree of cure used to cure the polymer matrix precursor.

孔隙率の範囲及び分布を制御することにより、パッド硬度が局部的に制御される。例えば、研磨面全体で、空間的に研磨層を製造するために使用される(異なる硬度を有する)材料を効率的に変化させることは困難でありうる。同様に、研磨層全体において、良好な解像度でパッド前駆体の硬化度を制御することは困難となり得る。しかしながら、後に記載するように、ポアの場所及び密度を3D印刷プロセスにおいて制御することが可能である。 Controlling the range and distribution of porosity locally controls pad hardness. For example, it can be difficult to effectively vary the materials (having different hardnesses) used to make the polishing layer spatially across the polishing surface. Similarly, it can be difficult to control the degree of cure of the pad precursor with good resolution across the polishing layer. However, it is possible to control the pore location and density in the 3D printing process, as described below.

通常、研磨層22の孔隙率は、研磨層にポリマーマトリクス前駆体とは異なる材料を含むことによって導入される。幾つかの研磨パッドでは、研磨層にポア含有(例えば空洞の)粒子を含むことによって、孔隙率が導入される。例えば、既知のサイズの中空のミクロスフェア(微小球体)を液状前駆体と混合し、その後硬化させて、研磨層の材料を形成することができる。しかしながら、パッド材料と粒子との間の界面における2つの材料の硬度の差により、研磨されている基板に二次的なひっかき傷ができる可能性がある。 Generally, the porosity of polishing layer 22 is introduced by including a different material in the polishing layer than the polymer matrix precursor. In some polishing pads, porosity is introduced by including pore-containing (eg, hollow) particles in the polishing layer. For example, hollow microspheres of known size can be mixed with a liquid precursor and then cured to form the material of the polishing layer. However, the difference in hardness of the two materials at the interface between the pad material and the particles can create secondary scratches on the substrate being polished.

幾つかの研磨層では、ボイドを作製するために粒子の代わりに気泡が使われる。この方法では、孔隙率を生成するために、研磨層の粒子とは異なる材料でできた粒子を使用する必要がなくなる。全体的な孔隙率を制御することは可能であるが、気泡が使われる場合、ポアのサイズとポアの分布を制御することは困難である。気泡のサイズと場所がややランダムであるため、ポアの分布及び局部孔隙率を制御することは困難であり、研磨層の異なる領域にわたって硬度に差が生じる可能性がある。例えば、直径は局部表面張力の関数であるため、泡の直径を効率的に制御することができない。加えて、気泡の局部分布を制御することは困難であり、このため研磨層の異なる領域にわたり硬度に違いが生じる可能性があり、パッドの硬度が変わる原因となり、最終的なウエハの研磨に影響を及ぼしうる。 In some polishing layers, air bubbles are used instead of particles to create voids. This method eliminates the need to use particles made of a different material than the particles of the polishing layer to create porosity. Although it is possible to control the overall porosity, it is difficult to control the pore size and pore distribution when bubbles are used. Pore distribution and local porosity are difficult to control due to the somewhat random size and location of the cells, which can lead to differences in hardness across different regions of the polishing layer. For example, bubble diameter cannot be effectively controlled because diameter is a function of local surface tension. In addition, it is difficult to control the local distribution of air bubbles, which can lead to differences in hardness across different regions of the polishing layer, causing variations in pad hardness and affecting final wafer polishing. can affect

幾つかの実装態様では、研磨パッドは、均一に分布されたポアを有するように製造される。 In some implementations, the polishing pad is manufactured with evenly distributed pores.

幾つかの実装態様では、研磨パッドは、研磨層の硬度に差が生じるため、研磨パッドの中央部分に比べて研磨パッドの(円周近くの)エッジにおいて大きい、研磨パッドの直線速度の差を補正するのに使用される、分布したポアを有するように製造される。これを補正しないと、研磨パッドの半径全体の研磨速度のこの差により、基板が研磨層の異なる半径位置において研磨されるため、基板の研磨に差が生じる可能性がある。 In some implementations, the polishing pad exhibits a greater difference in linear velocity of the polishing pad at the edges (near the circumference) of the polishing pad than at the central portion of the polishing pad due to differences in the hardness of the polishing layer. Manufactured to have distributed pores that are used to compensate. If not corrected for, this difference in polishing rate across the radius of the polishing pad can result in differential polishing of the substrate as the substrate is polished at different radial locations on the polishing layer.

幾つかの実装態様では、研磨パッドは、研磨層の硬度に差が生じるため、研磨速度の非均一性の他の原因を補正する、分布したポアを有するように製造される。 In some implementations, the polishing pad is manufactured with distributed pores that compensate for other sources of non-uniformity in polishing rate due to variations in the hardness of the polishing layer.

研磨層の硬度を効率的に制御するために、最初にコンピュータによるシミュレーションを使用して、研磨層の異なる場所において、研磨層の所望の硬度を決定することができる。上記シミュレーションにより、例えば研磨パッドが回転している時に研磨パッドの直線速度の差を補正するのに使用できる、研磨層の硬度プロファイルが作成される。選択された硬度プロファイルに基づいて、次に選択されたプロファイルを達成するために孔隙率が適切に分布される。ポアのサイズ、ポアの密度と空間的分布が、選択された硬度プロファイルと整合されうる。 To effectively control the hardness of the polishing layer, computer simulation can first be used to determine the desired hardness of the polishing layer at different locations of the polishing layer. The simulation produces a hardness profile for the polishing layer that can be used, for example, to compensate for differences in linear velocity of the polishing pad as it rotates. Based on the selected hardness profile, the porosity is then appropriately distributed to achieve the selected profile. The pore size, pore density and spatial distribution can be matched to the selected hardness profile.

3D印刷は、コンピュータシミュレーションによって決定された孔隙率を得るのに便利で、高度に制御可能なプロセスを提供する。図3Aを参照すると、図1A~1Cに示す研磨パッド18の少なくとも研磨層22は、3D印刷プロセスを使用して製造される。1A-1C is manufactured using a 3D printing process.製造プロセスでは、薄い材料の層が徐々に堆積され、溶融される。例えば、パッド前駆体材料の液滴52を、液滴噴出プリンタ55のノズル54から噴出させて、層50を形成することができる。液滴噴出プリンタはインクジェットプリンタと似ているが、インクの代わりにパッド前駆体材料を使用する。ノズル54は、(矢印Aで示すように)支持体51全体を平行移動する。 3D printing offers a convenient and highly controllable process to obtain porosities determined by computer simulation. Referring to FIG. 3A, at least the polishing layer 22 of the polishing pad 18 shown in FIGS. 1A-1C is manufactured using a 3D printing process. 1A-1C is manufactured using a 3D printing process. For example, droplets 52 of pad precursor material can be ejected from nozzles 54 of a droplet ejection printer 55 to form layer 50 . Droplet ejection printers are similar to inkjet printers, but use a pad precursor material instead of ink. Nozzle 54 translates across support 51 (as indicated by arrow A).

堆積させた第1の層50aにおいて、ノズル54は支持体51上に噴出しうる。その次に堆積させた層50bにおいては、ノズル54はすでに固化した材料56上に噴出しうる。各層50が固化した後、3次元研磨層22が完全に製造されるまで、前に堆積させた層の上に新たな層を堆積させる。各層は、ノズル54によって、コンピュータ60で実行される3D描画コンピュータプログラムに記憶されたパターンで適用される。 In the deposited first layer 50 a the nozzle 54 can jet onto the support 51 . In the subsequently deposited layer 50b, the nozzle 54 can jet over the material 56 that has already solidified. After each layer 50 solidifies, new layers are deposited over the previously deposited layers until the three-dimensional polishing layer 22 is fully fabricated. Each layer is applied by nozzle 54 in a pattern stored in a 3D rendering computer program running on computer 60 .

支持体51は堅い基部であってよい、又は例えばポリテトラフルオロエチレン(PTFE)の層等の柔軟性フィルムであってよい。支持体51がフィルムである場合、支持体51は研磨パッド18の一部を形成しうる。例えば、支持体51はバッキング層20であってよい、又はバッキング層20と研磨層22との間の層であってよい。あるいは、研磨層22を支持体51からなくすことができる。 Support 51 may be a rigid base or may be a flexible film, such as a layer of polytetrafluoroethylene (PTFE). If support 51 is a film, support 51 may form part of polishing pad 18 . For example, support 51 may be backing layer 20 or a layer between backing layer 20 and polishing layer 22 . Alternatively, polishing layer 22 can be eliminated from support 51 .

所望の分布によって指定される特定の場所にパッド前駆体材料を堆積させないようにするだけで、研磨層22にポアの所望の分布を組み込むことができる。つまり、その特定の場所にパッド前駆体材料を分配しないだけで、特定の場所にポアを形成することができる。 A desired distribution of pores can be incorporated into the polishing layer 22 by simply not depositing the pad precursor material in certain locations dictated by the desired distribution. That is, a pore can be formed at a particular location by simply not dispensing pad precursor material at that particular location.

3D印刷では、所望の堆積パターンをCAD適合ファイルで指定し、その後、プリンタを制御する電子コントローラ(例えばコンピュータ)によって読み取ることができる。電子制御信号を次にプリンタへ送って、ノズル54がCAD適合ファイルによって指定された位置まで平行移動した時にのみ、パッド前駆体材料が分配される。こうすれば研磨層22の実際のポアのサイズを測定する必要はなく、材料を3D印刷するのに使用されるCADファイルに含まれる命令に、研磨層22に組み込まれるべき孔隙率の実際の場所及びサイズが記録される。 In 3D printing, the desired deposition pattern can be specified in a CAD compatible file and then read by an electronic controller (eg, computer) controlling the printer. An electronic control signal is then sent to the printer to dispense pad precursor material only when the nozzle 54 has been translated to the position specified by the CAD conformance file. This way, there is no need to measure the actual pore size of the abrasive layer 22, and the actual location of the porosity to be incorporated into the abrasive layer 22 can be found in the instructions contained in the CAD file used to 3D print the material. and size are recorded.

図3Bに、3D印刷印刷によって形成されたポア325の詳細図を示す。ノズル54は、ノズル54を含むプリンタの解像度で堆積された一連のパッド前駆体部分311でできた第1の層310を堆積させる。部分311は、長方形形状に概略的にのみ示されている。例えば600ドット/インチ(dpi)の解像度を有する典型的な高速プリンタでは、各部分311(例えば各ピクセル)の幅は30~50ミクロンでありうる。 FIG. 3B shows a detailed view of the pores 325 formed by 3D printing. Nozzle 54 deposits a first layer 310 made of a series of pad precursor portions 311 deposited at the resolution of the printer containing nozzle 54 . Portion 311 is shown only schematically in rectangular shape. For example, in a typical high-speed printer having a resolution of 600 dots per inch (dpi), each portion 311 (eg, each pixel) may be 30-50 microns wide.

連続的に第1の層310を堆積させた後に、ノズル54を使用して第2の層320を堆積させる。第2の層320は、ポリマーマトリクス前駆体をノズル54が堆積させないボイド325を含む。30~50ミクロンのポアは、単にこれらの場所に材料を堆積させないことによって、第2の層320に形成されうる。 After depositing the first layer 310 in succession, the nozzle 54 is used to deposit the second layer 320 . The second layer 320 contains voids 325 where the nozzle 54 does not deposit the polymer matrix precursor. Pores of 30-50 microns can be formed in the second layer 320 by simply not depositing material at these locations.

ボイドを有する部分のすぐ上の層には、第2の層320のボイド325のすぐ上のオーバーハング332が生じうる。オーバーハング332は、堆積されたポリマーマトリクス前駆体部分331の表面張力によって横方向に保持されるため、オーバーハング332がボイド325の中に落ちることが防止される。ノズル54はそして、ボイド325の上に延在するオーバーハング334を含むポリマーマトリクス前駆体部分333の堆積を継続する。オーバーハング332と同様に、堆積されたポリマーマトリクス前駆体部分333の表面張力により、オーバーハング332がボイド325の中に落ちることが防止される。 The layer immediately above the voided portion may have an overhang 332 just above the void 325 in the second layer 320 . Overhang 332 is held laterally by the surface tension of deposited polymer matrix precursor portion 331 , thus preventing overhang 332 from falling into void 325 . Nozzle 54 then continues to deposit polymer matrix precursor portion 333 including overhang 334 extending over void 325 . As with overhang 332 , the surface tension of deposited polymer matrix precursor portion 333 prevents overhang 332 from falling into void 325 .

印刷された各層310~330の厚さは、30~50ミクロンであってよい。図3Bに、長方形の形状のボイドを示したが、一般に研磨層のポアは、球状であってよい、又は例えば立方体又はピラミッド形等のその他の形状寸法を有しうる。ボイドの最小限のサイズは、プリンタの解像度によって決定される。 The thickness of each printed layer 310-330 may be 30-50 microns. Although rectangular shaped voids are shown in FIG. 3B, in general the pores of the polishing layer may be spherical or have other geometries such as, for example, cubic or pyramidal. The minimum void size is determined by the printer resolution.

あるいは、研磨プロセス中に磨滅するポア表面を有するパッドの研磨面近くのポアにおいては、研磨プロセスに適合する流体(例えば水)を、例えば第2のノズルによってボイドの中に堆積させうる。ボイドの上に堆積されるパッド前駆体材料は流体とは混和性ではなく、流体の存在によってボイドの中に落ちることが防止される。研磨プロセス中に、ポア表面の一部が磨滅したら、研磨プロセス中に使用される流体がポアから流れ出て、ポアは、空のポアの圧縮性を有するようになる。 Alternatively, in pores near the polishing surface of a pad having pore surfaces that wear away during the polishing process, a fluid compatible with the polishing process (eg, water) can be deposited into the voids by, for example, a second nozzle. The pad precursor material deposited over the voids is not miscible with the fluid and is prevented from falling into the voids by the presence of the fluid. During the polishing process, if a portion of the pore surface is worn away, the fluid used during the polishing process will flow out of the pores and the pores will have the compressibility of an empty pore.

紫外線(UV)又は赤外線(IR)硬化性ポリマーをパッド前駆体材料として使用して、研磨層を製造することができ、射出成形を使用して研磨パッドを製造する時に要求されるオーブンは必要なくなる。研磨パッドの製造プロセスを業者側から移して、顧客側で使用されるように顧客に直接認可を与えて、実際に必要とされる数のパッドを顧客が製造できるようにすることができる。 Ultraviolet (UV) or infrared (IR) curable polymers can be used as the pad precursor material to manufacture the polishing layer, eliminating the oven required when manufacturing polishing pads using injection molding. . The polishing pad manufacturing process can be moved from the vendor site and licensed directly to the customer for use at the customer site, allowing the customer to manufacture the number of pads actually required.

堆積されたパッド前駆体材料の固化は、ポリメリゼーションによって達成されうる。例えば、パッド前駆体材料の層50はモノマーであってよく、モノマーは、UV硬化によってインシトゥで重合させることができる。例えば、UV又はIR光源360を、図3Cに示すように、ノズル54にかなり接近させて位置決めすることができる。この場合、インシトゥでの硬化は、堆積される材料が研磨層の所望の場所に堆積された時に固化するように、パッド前駆体材料がノズル54から分配された直後に行うことができる。さらに、UV又はIR光源の強度は、インシトゥでの硬化が、堆積されたパッド前駆体材料に十分な構造剛性を付与する程度に起こるように調節可能である。あるいは、パッド前駆体材料の全層50を堆積させた後に、全層50を同時に硬化させることができる。 Solidification of the deposited pad precursor material can be accomplished by polymerization. For example, the layer of pad precursor material 50 can be a monomer, and the monomer can be polymerized in situ by UV curing. For example, a UV or IR light source 360 can be positioned fairly close to nozzle 54, as shown in FIG. 3C. In this case, in-situ curing can occur immediately after the pad precursor material is dispensed from nozzle 54 so that the deposited material solidifies when deposited at the desired location of the polishing layer. Additionally, the intensity of the UV or IR light source can be adjusted such that in-situ curing occurs to the extent that it imparts sufficient structural rigidity to the deposited pad precursor material. Alternatively, after depositing all layers 50 of pad precursor material, all layers 50 can be cured simultaneously.

硬化可能なパッド前駆体材料の使用に加えて、液滴52は、冷えると固化するポリマー溶解物であってよい。あるいは、プリンタにより、粉の層を散らして、粉の層の上にバインダー材料の液滴を噴出させることによって、研磨層22が作製される。この場合、粉は例えば研磨粒子22等の添加物を含みうる。 In addition to using a curable pad precursor material, droplet 52 may be a polymer melt that solidifies when cooled. Alternatively, the printer creates the abrasive layer 22 by scattering a layer of powder and ejecting droplets of binder material onto the layer of powder. In this case, the powder may contain additives such as abrasive particles 22, for example.


従来は、研磨面24内にスラリを運ぶために、研磨面24に形成される溝26が、通常機械加工される。しかしながら、上記溝のプロファイルは、フライス加工、旋盤又は加工プロセスによって限定される。
Grooves Conventionally, grooves 26 formed in the polishing surface 24 are typically machined to carry slurry into the polishing surface 24 . However, the groove profile is limited by the milling, lathe or machining process.

3D印刷を使用することによって、幅広い種類の断面形状を有する溝を作製することが可能である。例えば、溝の底部よりも上部の方が狭い溝を作製することが可能でありうる。例えば、図3Dに示すように、鳩尾形のプロファイル370の溝を達成することは困難である。 By using 3D printing, it is possible to create grooves with a wide variety of cross-sectional shapes. For example, it may be possible to make grooves that are narrower at the top than at the bottom of the groove. For example, it is difficult to achieve a dovetail profile 370 groove as shown in FIG. 3D.

図3Cに示すように、フライス加工後にパッド材料の繊維380が溝24の側面に残りうる。これらの機械加工繊維は、スラリの流れに対する局部抵抗の原因となりうる。3D印刷により、これらの繊維を減らす(又は除去する)ことができる。 Fibers 380 of the pad material may remain on the sides of the groove 24 after milling, as shown in FIG. 3C. These machined fibers can cause localized resistance to slurry flow. 3D printing can reduce (or eliminate) these fibers.

加えて、スラリを搬送しやすくするために、ポアを所望のパターンで溝と相互接続させることができる。異なる深さの溝を、研磨層に製造することも可能である。 Additionally, the pores can be interconnected with the grooves in a desired pattern to facilitate transport of the slurry. It is also possible to manufacture grooves of different depths in the polishing layer.

従来のパッドは、感圧接着剤(PSA)によってやわらかいサブパッド(例えばバッキング層20)に固定される硬質のカバー層(例えば研磨層22)を含む。3D印刷を使用して、接着剤層、例えばPSAを使用せずに、複数層の研磨パッドを一回のプリント工程で作製することができる。異なる前駆体ポリマーを印刷することによって、及び/又は同じパッド前駆体ポリマーを使用するが、印刷された構造の孔隙率を上げてバッキング層20が研磨層22よりも柔らかくなるようにすることによって、バッキング層20を作製しうる。更に、異なる硬化量、例えば異なるUV放射線強度を使用することによって、研磨層22とは硬度がことなるバッキング層20を提供することができる。 A conventional pad includes a hard cover layer (eg, abrasive layer 22) secured to a soft subpad (eg, backing layer 20) by a pressure sensitive adhesive (PSA). 3D printing can be used to create multiple layers of polishing pads in a single printing process without the use of adhesive layers, such as PSA. By printing a different precursor polymer and/or using the same pad precursor polymer but increasing the porosity of the printed structure so that the backing layer 20 is softer than the polishing layer 22. A backing layer 20 may be made. Further, backing layer 20 can be provided with a different hardness than polishing layer 22 by using different amounts of curing, such as different UV radiation intensities.

透明なウインドウを研磨層内に埋め込むことができる。光学モニタシステムは、透明なウインドウを通して、研磨されている基板の層へ光線を送り、また層から光線を受けて、基板研磨の終点をより正確に決定することができる。 A transparent window can be embedded in the polishing layer. An optical monitoring system can direct light to and receive light from a layer of a substrate being polished through a transparent window to more accurately determine the endpoint of substrate polishing.

透明なウインドウを別々に製造した後に、接着剤又はその他の技法を用いてウインドウを研磨層に形成された対応する開孔に固定する代わりに、3D印刷により、透明なウインドウが研磨層に直接堆積させることが可能になる。例えば、透明なウインドウを製造するのに使用される光学的に透明な材料(例えば中空のミクロスフェア(微小球体)等の不透明性誘発添加物なしの透明なポリマー前駆体)を分配するために第2のノズルが使用され、特定の場所にボイドを有するパッド前駆体材料を分配して所望の孔隙率を達成するために、第1のノズルが使用される。透明なウインドウ材料と、パッド前駆体との間の界面は、印刷プロセス中に直接結合され、添加物は必要ない。ウインドウは、例えば孔隙率なしで、均一な固体として印刷されうる。 Instead of separately fabricating the transparent windows and then using adhesives or other techniques to secure the windows to corresponding apertures formed in the polishing layer, 3D printing deposits the transparent windows directly onto the polishing layer. It becomes possible to let For example, to dispense an optically transparent material (e.g., a transparent polymer precursor without opacity-inducing additives such as hollow microspheres) used to make transparent windows. Two nozzles are used, the first nozzle being used to dispense pad precursor material with voids at specific locations to achieve the desired porosity. The interface between the clear window material and the pad precursor is directly bonded during the printing process, no additives are required. The window can be printed as a uniform solid, for example without porosity.

3D印刷法により、層ごとに印刷することで厳しい許容値を達成することが可能になる。また、(プリンタ55とコンピュータ60とを有する)一つの印刷システムを使用して、3D描画コンピュータプログラムに保存されたパターンを単に変えることによって、研磨層に所望分布の異なる孔隙率を有する様々な異なる研磨パッドを製造することができる。 3D printing methods allow tight tolerances to be achieved by printing layer by layer. Also, using one printing system (comprising printer 55 and computer 60), by simply altering the pattern stored in the 3D rendering computer program, a variety of different porosities with the desired distribution of different porosities in the polishing layer can be produced. A polishing pad can be manufactured.

CMPに使われる研磨パッドの孔隙率の分布を調整することの他に、本明細書に記載された方法及び装置を使用して、衝撃吸収、防音、及び部品の熱管理用に孔隙率のサイズ及び孔隙率の分布を制御することも可能である。 In addition to tailoring the porosity distribution of polishing pads used for CMP, the methods and apparatus described herein can be used to size the porosity for shock absorption, acoustic insulation, and thermal management of parts. and porosity distribution can be controlled.

幾つかの実装態様が説明されてきた。このような次第であるが、様々な修正を行うことができることを理解すべきである。例えば、研磨パッド若しくはキャリアヘッドのいずれか、又はこれらの両方が移動して、研磨面と基板との間の相対運動を起こすことができる。研磨パッドは、円形または何か他の形状のパッドとすることができる。接着剤層を研磨パッドの底面に適用して、パッドをプラテンに固定することができ、研磨パッドをプラテン上に配置する前に、接着剤層を取り外し可能なライナーでカバーすることができる。加えて、垂直方向の位置決め用語が使用されているが、研磨面及び基板は、上下逆さまに、垂直の配向に、又は他の何らかの配向に保持されうることを理解すべきである。 A number of implementations have been described. As such, it should be understood that various modifications can be made. For example, either the polishing pad or the carrier head, or both, can move to create relative motion between the polishing surface and the substrate. The polishing pad can be a circular or some other shaped pad. An adhesive layer can be applied to the bottom surface of the polishing pad to secure the pad to the platen, and the adhesive layer can be covered with a removable liner before placing the polishing pad on the platen. Additionally, although vertical positioning terminology is used, it should be understood that the polishing surface and substrate can be held upside down, in a vertical orientation, or in some other orientation.

Claims (12)

研磨パッドを製造する方法であって、
3Dプリンタで、研磨パッドの研磨層を少なくとも形成するために、複数の層を連続的に堆積させることであって、前記複数の層の各層が研磨材料部分及びウインドウ部分を含み、前記研磨材料部分が、第1のノズルから研磨材料前駆体を放出し、前記研磨材料前駆体を固化して固化された研磨材料を形成することによって堆積され、前記ウインドウ部分が、第2のノズルからウインドウ前駆体を放出し、前記ウインドウ前駆体を固化して固化された透明なウインドウを形成することによって堆積され、前記第1のノズルから前記研磨材料前駆体を放出し且つ前記第2のノズルから前記ウインドウ前駆体を放出することにより、前記固化された透明なウインドウと前記固化された研磨材料を直接結合する界面が形成される、前記複数の層を連続的に堆積させること
を含む方法。
A method of manufacturing a polishing pad, comprising:
sequentially depositing a plurality of layers in a 3D printer to form at least a polishing layer of a polishing pad, each layer of the plurality of layers comprising a polishing material portion and a window portion, the polishing material portion comprising: is deposited by emitting a polishing material precursor from a first nozzle and solidifying the polishing material precursor to form a solidified polishing material, the window portion being deposited from a second nozzle by the window precursor and solidifying the window precursor to form a solidified transparent window, wherein the abrasive material precursor is discharged from the first nozzle and the window precursor is deposited from the second nozzle. A method comprising sequentially depositing said plurality of layers, wherein releasing a body forms an interface that directly joins said solidified transparent window and said solidified abrasive material.
前記固化された研磨材料を形成するために前記研磨材料前駆体を固化することが、前記3Dプリンタから前記研磨材料前駆体が分注された後、前記研磨材料前駆体が前記層の隣接位置に堆積される前に、インシトゥで前記研磨材料前駆体を硬化させることを含む、請求項1に記載の方法。 Solidifying the abrasive material precursor to form the solidified abrasive material comprises: after the abrasive material precursor is dispensed from the 3D printer, the abrasive material precursor is positioned adjacent the layer; 2. The method of claim 1, comprising curing the abrasive material precursor in-situ prior to being deposited. 前記固化された研磨材料を形成するために前記研磨材料前駆体を固化することが、前記研磨材料前駆体の全層を同時に硬化させることを含む、請求項1に記載の方法。 2. The method of claim 1, wherein solidifying the abrasive material precursor to form the solidified abrasive material comprises simultaneously curing all layers of the abrasive material precursor. 前記研磨材料前駆体を固化することが、紫外線(UV)又は赤外線(IR)硬化を含む、請求項1に記載の方法。 2. The method of claim 1, wherein curing the abrasive material precursor comprises ultraviolet (UV) or infrared (IR) curing. 前記ウインドウ前駆体を放出して前記ウインドウが均一に固くなるように前記ウインドウ前駆体を固化することにより、前記ウインドウ部分が堆積される、請求項1に記載の方法。 2. The method of claim 1, wherein the window portion is deposited by ejecting the window precursor and solidifying the window precursor such that the window is uniformly solid. 研磨パッドを製造する方法であって、
3Dプリンタで複数の層を連続的に堆積させることであって、前記複数の層の各層が研磨材料部分及びウインドウ部分を含み、前記研磨材料部分が、第1のノズルから研磨材料前駆体を放出し、前記研磨材料前駆体を固化して固化された研磨材料を形成することによって堆積され、前記ウインドウ部分が、第2のノズルからウインドウ前駆体を放出し、前記ウインドウ前駆体を固化して固化された透明なウインドウを形成することによって堆積され、前記研磨材料前駆体の硬化により、ある組成を有する第1のポリマーマトリクスが形成され、前記ウインドウ前駆体の硬化により、同じ組成を有する第2のポリマーマトリクスが形成される、前記複数の層を連続的に堆積させること
を含む方法。
A method of manufacturing a polishing pad, comprising:
sequentially depositing a plurality of layers with a 3D printer, each layer of the plurality of layers including an abrasive material portion and a window portion, the abrasive material portion emitting an abrasive material precursor from a first nozzle; and solidifying the abrasive material precursor to form a solidified abrasive material, wherein the window portion is deposited by discharging the window precursor from a second nozzle and solidifying the window precursor. wherein curing of the abrasive material precursor forms a first polymer matrix having a composition, and curing of the window precursor forms a second polymer matrix having the same composition. A method comprising sequentially depositing said plurality of layers, wherein a polymer matrix is formed.
前記研磨材料前駆体が不透明性誘発添加物を含み、前記ウインドウ前駆体が当該添加物を含まない、請求項6に記載の方法。 7. The method of claim 6, wherein the abrasive material precursor contains an opacity-inducing additive and the window precursor does not contain the additive. 前記添加物が中空の微小球体を含む、請求項7に記載の方法。 8. The method of claim 7, wherein said additive comprises hollow microspheres. 前記研磨材料前駆体がウレタンモノマーを含む、請求項6に記載の方法。 7. The method of claim 6, wherein the abrasive material precursor comprises urethane monomers. 前記ウインドウ前駆体を放出して前記ウインドウが均一に固くなるように前記ウインドウ前駆体を固化することにより、前記ウインドウ部分が堆積される、請求項に記載の方法。 7. The method of claim 6 , wherein the window portion is deposited by ejecting the window precursor and solidifying the window precursor such that the window is uniformly solid. 研磨パッドを製造するシステムであって、
研磨材料前駆体を放出するための第1のノズルと、ウインドウ前駆体を放出するための第2のノズルとを有する3Dプリンタと、
前記3Dプリンタに、前記第1のノズルから前記研磨材料前駆体を放出し且つ前記第2のノズルから前記ウインドウ前駆体を放出することによって、複数の層を連続的に堆積させるように構成されたコンピュータであって、前記複数の層の各層が研磨材料部分とウインドウ部分を含み、前記研磨材料前駆体の固化により固化された研磨材料が形成され、前記ウインドウ前駆体の固化により固化された透明なウインドウが形成され、前記第1のノズルから前記研磨材料前駆体を放出し且つ前記第2のノズルから前記ウインドウ前駆体を放出することにより、前記固化された透明なウインドウと前記固化された研磨材料を直接結合する界面が形成されるようにする、コンピュータと、
を備えるシステム。
A system for manufacturing a polishing pad, comprising:
a 3D printer having a first nozzle for ejecting an abrasive material precursor and a second nozzle for ejecting a window precursor;
configured to deposit a plurality of layers on the 3D printer sequentially by ejecting the abrasive material precursor from the first nozzle and the window precursor from the second nozzle; wherein each layer of said plurality of layers includes an abrasive material portion and a window portion, wherein solidified abrasive material is formed by solidifying said abrasive material precursor; and solidified transparent abrasive material is formed by solidifying said window precursor. A window is formed and the solidified transparent window and the solidified abrasive material are formed by ejecting the abrasive material precursor from the first nozzle and the window precursor from the second nozzle. a computer causing an interface to be formed directly coupling the
A system with
研磨パッドを製造するシステムであって、
研磨材料前駆体を放出するための第1のノズルと、ウインドウ前駆体を放出するための第2のノズルとを有する3Dプリンタと、
前記3Dプリンタに、前記第1のノズルから前記研磨材料前駆体を放出し、前記第2のノズルから前記ウインドウ前駆体を放出することによって、複数の層を連続的に堆積させるように構成されたコンピュータであって、前記複数の層の各層が研磨材料部分とウインドウ部分を含み、前記研磨材料前駆体の固化により固化された研磨材料が形成され、前記ウインドウ前駆体の固化により固化された透明なウインドウが形成され、前記研磨材料前駆体の硬化により、ある組成を有する第1のポリマーマトリクスが形成され、前記ウインドウ前駆体の硬化により、同じ組成を有する第2のポリマーマトリクスが形成されるようにする、コンピュータと、
を備えるシステム。
A system for manufacturing a polishing pad, comprising:
a 3D printer having a first nozzle for ejecting an abrasive material precursor and a second nozzle for ejecting a window precursor;
configured to sequentially deposit a plurality of layers on the 3D printer by ejecting the abrasive material precursor from the first nozzle and the window precursor from the second nozzle; wherein each layer of said plurality of layers includes an abrasive material portion and a window portion, wherein solidified abrasive material is formed by solidifying said abrasive material precursor; and solidified transparent abrasive material is formed by solidifying said window precursor. Windows are formed such that curing of the abrasive material precursor forms a first polymer matrix having a composition and curing of the window precursor forms a second polymer matrix having the same composition. computer and
A system with
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